CN111680368A - 底部框架支撑式塔器结构的获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法及装置，属于石油化工、煤化工和化纤技术领域。该方法包括：获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数；根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得每个分段的质量相等，获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数；获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数；根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得每个分段的质量相等，获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数；根据第一结构参数和第二结构参数，获取两个底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。本发明提供的方法提高了准确率，且操作简便快捷。

Description

底部框架支撑式塔器结构的获取方法及装置

技术领域

本发明涉及石油化工、煤化工和化纤技术领域，特别涉及一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法及装置。

背景技术

在石油化工、煤化工和化纤等技术领域，通常需要在塔设备中进行化学反应。为了满足操作流程和制备工艺的要求，例如需要集中控制塔设备的仪表管路或提高精馏塔塔釜的压头等，参见图1，常将塔器筒体101安装在钢结构或混凝土结构等底部框架102上，从而构成底部框架支撑式塔器。

底部框架支撑式塔器通常设置于露天环境中，因此底部框架支撑式塔器的塔顶会在顺风向荷载的作用下发生随机顺风向振动，产生位移。当塔顶的位移较大时，会造成底部框架支撑式塔器的损坏。因此，计算底部框架支撑式塔器的位移是一个亟需解决并具有工程意义的问题。

塔顶的位移与底部框架支撑式塔器的结构有关，若要计算底部框架支撑式塔器的位移，需要先确定底部框架支撑式塔器的结构，因此，亟需提供一种用于获取底部框架支撑式塔器结构的方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法及装置，可以解决相关技术中的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法，所述方法包括：

获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，所述第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器；

根据所述第一尺寸参数，将所述第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，获取所述第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，所述第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，所述第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器；

根据所述第二尺寸参数，将所述第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，获取所述第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，所述第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据所述比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

在一种可能实现方式中，所述根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，包括：

根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例：

其中，y_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，φ_ia表示所述第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，φ_ib表示所述第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，f_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，

表示所述第一底部框架支撑式塔器的阻尼比，

表示所述第二底部框架支撑式塔器的阻尼比。

在一种可能实现方式中，所述第一尺寸参数包括所述第一底部框架支撑式塔器的高度和内径；

所述根据所述第一尺寸参数，将所述第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，包括：

获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量；

获取所述第一底部框架支撑式塔器的分段数量，所述分段数量为不小于所述高度与所述内径之间比例的最小整数；

根据所述总质量与所述分段数量之间的比例，从所述第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与所述比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

在一种可能实现方式中，所述第一尺寸参数还包括壁厚和密度，所述获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量，包括：

采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表所述第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表所述第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。

在一种可能实现方式中，所述根据所述比例，确定所述底部框架支撑式塔器采用的结构，包括：

当所述比例小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第一结构；

当所述比例不小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第二结构。

另一方面，本发明实施例提供了一种底部框架支撑式塔器结构的获取装置，所述装置包括：

第一参数获取模块，用于获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，所述第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器；

第一划分模块，用于根据所述第一尺寸参数，将所述第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等；

第一获取模块，用于获取所述第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，所述第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

第二参数获取模块，用于获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，所述第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器；

第二划分模块，用于根据所述第二尺寸参数，将所述第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等；

第二获取模块，用于获取所述第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，所述第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

确定模块，用于根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据所述比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

在一种可能实现方式中，所述确定模块包括：

比例获取单元，用于根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例：

其中，y_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，φ_ia表示所述第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，φ_ib表示所述第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，f_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，

表示所述第一底部框架支撑式塔器的阻尼比，

表示所述第二底部框架支撑式塔器的阻尼比。

在一种可能实现方式中，所述第一尺寸参数包括所述第一底部框架支撑式塔器的高度和内径；所述第一划分模块包括:

质量获取单元，用于获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量；

分段数获取单元，用于获取所述第一底部框架支撑式塔器的分段数量，所述分段数量为不小于所述高度与所述内径之间比例的最小整数；

划分单元，用于根据所述总质量与所述分段数量之间的比例，从所述第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与所述比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

在一种可能实现方式中，所述第一尺寸参数还包括壁厚和密度，所述质量获取单元包括：

质量获取子单元，用于采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表所述第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表所述第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。

在一种可能实现方式中，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于当所述比例小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第一结构；

第二确定单元，用于当所述比例不小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第二结构。

本发明实施例提供的底部框架支撑式塔器结构的获取方法及装置，提供了一种获取底部框架支撑式塔器结构的方式，能够模拟创建具有第一结构的第一底部框架支撑式塔器和具有第二结构的第二底部框架支撑式塔器，获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据该比例确定底部框架支撑式塔器采用的结构。上述过程中综合考虑了每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比对塔顶位移的影响，提高了准确率，操作简便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的一种底部框架支撑式塔器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法流程图；

图4是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段后的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器结构的获取装置的框图；

图中的附图标记分别表示：

101-塔器筒体，102-底部框架，401-圆筒形塔壳，402-圆锥形塔壳。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图2是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法流程图。参见图2，该方法包括：

201、获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器。

202、根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比。

203、获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器。

204、根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比。

205、根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据该比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

本发明实施例提供的方法，提供了一种获取底部框架支撑式塔器结构的方式，能够模拟创建具有第一结构的第一底部框架支撑式塔器和具有第二结构的第二底部框架支撑式塔器，获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据该比例确定底部框架支撑式塔器采用的结构。上述过程中综合考虑了每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比对塔顶位移的影响，提高了准确率，操作简便快捷。

在一种可能实现方式中，根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，包括：

根据第一结构参数和第二结构参数，采用以下公式，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例：

其中，y_a表示第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，φ_ia表示第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，φ_ib表示第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，f_a表示第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，

表示第一底部框架支撑式塔器的阻尼比，

表示第二底部框架支撑式塔器的阻尼比。

在一种可能实现方式中，第一尺寸参数包括第一底部框架支撑式塔器的高度和内径；

根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，包括：

获取第一底部框架支撑式塔器的总质量；

获取第一底部框架支撑式塔器的分段数量，分段数量为不小于高度与内径之间比例的最小整数；

根据总质量与分段数量之间的比例，从第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

在一种可能实现方式中，第一尺寸参数还包括壁厚和密度，获取第一底部框架支撑式塔器的总质量，包括：

采用以下公式，获取第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。

在一种可能实现方式中，根据比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构，包括：

当比例小于1时，确定底部框架支撑式塔器采用第一结构；

当比例不小于1时，确定底部框架支撑式塔器采用第二结构。

图3是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法流程图。参见图3，该方法包括：

301、获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器。

其中，底部框架支撑式塔器包括底部框架和塔器筒体，第一尺寸参数包括底部框架的参数和塔器筒体的参数，例如：底部框架的长度、底部框架宽度、塔器筒体的高度、塔器筒体的内径和塔器筒体的厚度等。

其中，用户可以通过该第一底部框架支撑式塔器的设计图纸，获取该第一尺寸参数，输入至处理设备中，由处理设备获取，或者，处理设备可以调用该第一底部框架支撑式塔器的电子设计图，从该电子设计图中获取第一参数。

302、根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等。

其中，第一尺寸参数包括高度和内径，该高度和内径指代的是塔器筒体的高度、塔器筒体的内径。处理设备在获取到第一尺寸参数后，能够根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等。

可选地，根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分的步骤包括以下步骤3021-3023：

3021、获取第一底部框架支撑式塔器的总质量。

本发明实施例中，可以第一底部框架支撑式塔器中塔器筒体的质量来表示第一底部框架支撑式塔器的总质量。

而参见图4，塔器筒体按照内径的不同可以分为多段，其中包括多个圆筒形塔壳401和多个用于过渡的圆锥形塔壳402，而圆锥形塔壳402的质量远远小于圆筒形塔壳401的质量，因此在获取第一底部框架支撑式塔器的总质量时，可以分别计算每段圆筒形塔壳401的质量，再将这些质量求和得到。

其中，第一尺寸参数还包括壁厚和密度。处理设备可以采用以下公式，获取第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。例如：第一支撑式塔器的塔器筒体按照内径的不同分为两段，其中第一段塔器筒体的内径为D₁，高度为H₁，厚度为t₁，密度为ρ，第二段塔器筒体的内径为D₂，高度为H₂，厚度为t₂，密度也为ρ，那么，第一支撑式塔器的总质量为m＝H₁πD₁t₁ρ+H₂πD₂t₂ρ。

需要说明的是，第一支撑式塔器也可为仅包含一种内径的塔器筒体，在这种情况下，也可以按照上述公式计算第一底部框架支撑式塔器的总质量，此时公式中的n取值为1，H代表第一支撑式塔器的塔器筒体的总高度。

3022、获取第一底部框架支撑式塔器的分段数量，分段数量为不小于第一底部框架支撑式塔器的高度与内径之间的比例的最小整数。

处理设备根据第一底部框架支撑式塔器的高度与内径之间的比例，获取第一底部框架支撑式塔器的分段数量。

在一种可能实现方式中，第一底部框架支撑式塔器的塔器筒体按照内径的不同分为多段，则第一底部框架支撑式塔器的高度为多段塔器筒体的高度之和，第一底部框架支撑式塔器的内径为多段塔器筒体的内径中的最小内径。则处理设备获取第一底部框架支撑式塔器的高度与内径，计算两者之间的比例，并获取不小于该比例的最小整数，作为分段数量。

在另一种可能实现方式中，第一底部框架支撑式塔器的塔器筒体的内径相同，划分出一段塔器筒体，则第一底部框架支撑式塔器的高度即为一段塔器筒体的高度，第一底部框架支撑式塔器的内径即为塔器筒体的内径。则处理设备获取第一底部框架支撑式塔器的高度与内径，计算两者之间的比例，并获取不小于该比例的最小整数，作为分段数量。

例如：第一支撑式塔器的塔器筒体按照内径的不同分为两段，其中，第一支撑式塔器的塔器筒体的总高度为42000毫米，第一段塔器筒体的内径为1300毫米，第二段塔器筒体的内径为2600毫米，则计算总高度与第一段塔器筒体的内径之间的比例，将不小于该比例的最小整数33作为分段数量。

3023、根据总质量与分段数量之间的比例，从第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与该比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

处理设备在获取到总质量和分段数量后，计算二者之间的比例，得到每段的质量，按照每段的质量，从第一底部框架支撑式塔器中依次划分出相应质量的分段，得到质量相等的多个分段。参见图5，以m表示总质量和分段数量之间的比例，处理设备将第一底部框架支撑式塔器划分为质量均等于m的多个分段。

其中，处理设备在获取到每段的质量后，可以从第一底部框架支撑式塔器的顶部开始划分，也可以从第一底部框架支撑式塔器的底部开始划分。

303、获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比。

处理设备还可以通过实验方法或者计算方法获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，该第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比。

304、获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器。

305、根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等。

306、获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比。

其中，步骤304-306与步骤301-303类似，区别仅在于：与第一底部框架支撑式塔器相比，第二底部框架支撑式塔器的结构不同，获取的尺寸参数也不同，导致获取到的结构参数也不同。

307、根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例。

由于底部框架支撑式塔器属于多自由度体系，因此满足以下公式：

其中，Y_n(t)为结构的正规坐标；P_n(t)为结构的广义荷载；M_n为结构的广义质量；ξ_n为结构的广义阻尼比，在通过对公式(1)进行变形后，得到以下公式：

y_a表示第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，f_a表示第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f(f,ξ)函数为固有频率和阻尼比耦合函数，需要对该耦合函数进行解耦处理。

由于改变外部环境会导致阻尼比发生变化，而一阶固有频率和每一段的一阶振型因子不会发生变化，而改变结构会导致阻尼比、一阶固有频率和每一段的一阶振型因子均发生变化。因此，为了分析阻尼比对塔顶位移的影响，可以通过改变外部环境的方式，在一阶固有频率相同、每一段的一阶振型因子相同的情况下，获得不同的阻尼比，采用时域瞬态分析方法，测量不同阻尼比下的底部框架支撑式塔器的塔顶位移，得到的结果参见表1。

表1

阻尼比改变前位移/m	1.58	0.72	1.33	0.75
					阻尼比改变后位移/m	1.46	0.66	1.24	0.70
位移变化值％	7.59	8.33	6.76	6.67

由表1可知阻尼比对塔顶位移的影响约为6％～9％，因此，在后续的计算过程中，不能忽略阻尼比对底部框架支撑式塔器的塔顶位移的影响。

之后，改变底部框架支撑式塔器的材料会导致一阶固有频率和阻尼比发生变化，而每一段的一阶振型因子不会发生变化。因此，为了分析一阶固有频率与阻尼比之间的关系，可以通过改变底部框架支撑式塔器的材料的方式，在每一段的一阶振型因子相同的情况下，通过改变一阶固有频率，使阻尼比发生变化，测量不同一阶固有频率下的阻尼比，得到的结果参见表2。由表2可知，阻尼比与一阶固有频率呈正相关关系。

表2

固有频率/Hz	1.227	1.23	1.257	1.263	1.471
						阻尼比	0.0024	0.0031	0.0045	0.0082	0.0140

因此，阻尼比对底部框架支撑式塔器的塔顶位移的影响与一阶固有频率对底部框架支撑式塔器的塔顶位移的影响一致，可将公式(2)中的阻尼比简化为与一阶固有频率类似的形式，得到如下公式：

其中，φ_ia表示第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子、φ_ib表示第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，α和β为待拟合的指数。

之后，测量多种结构的底部框架支撑式塔器的塔顶位移，得到每一种结构的底部框架支撑式塔器对应的塔顶位移，通过实验方法或者计算方法获取每一种结构的底部框架支撑式塔器的结构参数，即一阶固有频率、每一段的一阶振型因子和阻尼比。

任选两种结构的底部框架支撑式塔器，将这两种结构的结构参数及塔顶位移带入上述公式，获取一组α值和β值，之后，获取其他结构的结构参数及对应的塔顶位移，继续获取另一组α值和β值，以此类推，从而得到多组α值和β值，分别将这些α值的平均值作为最终的α值，将这些β值的平均值作为最终的β值。

通过上述拟合过程，可以计算得到公式(3)中的α值为2.5，β值为0.5，因此可以得到以下公式：

因此，根据第一结构参数和第二结构参数，采用上述公式(4)，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例。

308、根据该比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

利用本发明实施例提供的方法对不同结构底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例后，当比例小于1时，说明按第一结构设计的底部框架支撑式塔器的塔顶位移小于按照第二结构设计的底部框架支撑式塔器的塔顶位移，因此应当选择第一结构的设计方案，即，确定底部框架支撑式塔器采用第一结构。而当比例大于1时，说明按第二结构设计的底部框架支撑式塔器的塔顶位移小于按照第一结构设计的底部框架支撑式塔器的塔顶位移，因此应当选择第二结构的设计方案，即，确定底部框架支撑式塔器采用第二结构。

需要说明的是，本发明实施例提供的方法，不仅适用于还未建立的底部框架支撑式塔器，也适用于实际已经建立完成的底部支撑式塔器。对于还未建立的底部支撑式塔器，通过在处理设备上模拟建立第一结构和第二结构的底部框架支撑式塔器，能够最终确定采用哪种结构。而对于实际已经建立完成的底部支撑式塔器，通过在处理设备上模拟建立与实际结构相同的底部支撑式塔器，另外建立另一结构的底部支撑式塔器，能够最终确定采用哪种结构。当确定采用与实际结构不同的另一结构时，可以对实际的底部支撑式塔器进行结构调整，以减小塔顶位移，避免塔顶位移过大而造成底部支撑式塔器损坏。

本发明实施例提供的方法，提供了一种获取底部框架支撑式塔器结构的方式，能够模拟创建具有第一结构的第一底部框架支撑式塔器和具有第二结构的第二底部框架支撑式塔器，获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据该比例确定底部框架支撑式塔器采用的结构。上述过程中综合考虑了每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比对塔顶位移的影响，提高了准确率，操作简便快捷。

图6是本发明实施例提供的一种底部框架支撑式塔器结构的获取装置的框图。参见图6，该装置包括：

第一参数获取模块601，用于获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器；

第一划分模块602，用于根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等；

第一获取模块603，用于获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

第二参数获取模块604，用于获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器；

第二划分模块605，用于根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等；

第二获取模块606，用于获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

确定模块607，用于根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据该比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

本发明实施例提供的底部框架支撑式塔器结构的获取装置，提供了一种获取底部框架支撑式塔器结构的方式，能够模拟创建具有第一结构的第一底部框架支撑式塔器和具有第二结构的第二底部框架支撑式塔器，获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，根据第一尺寸参数，将第一底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，根据第二尺寸参数，将第二底部框架支撑式塔器划分为质量相等的多段，再获取第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，根据第一结构参数和第二结构参数，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据该比例确定底部框架支撑式塔器采用的结构。上述过程中综合考虑了每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比对塔顶位移的影响，提高了准确率，操作简便快捷。

在一种可能实现方式中，确定模块607包括：

比例获取单元，用于根据第一结构参数和第二结构参数，采用以下公式，获取第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例：

其中，y_a表示第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，φ_ia表示第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，φ_ib表示第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，f_a表示第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，

表示第一底部框架支撑式塔器的阻尼比，

表示第二底部框架支撑式塔器的阻尼比。

在一种可能实现方式中，第一尺寸参数包括第一底部框架支撑式塔器的高度和内径；第一划分模块602包括:

质量获取单元，用于获取第一底部框架支撑式塔器的总质量；

分段数获取单元，用于获取第一底部框架支撑式塔器的分段数量，分段数量为不小于高度与内径之间比例的最小整数；

划分单元，用于根据总质量与分段数量之间的比例，从第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与该比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

在一种可能实现方式中，第一尺寸参数还包括壁厚和密度，质量获取单元包括：

质量获取子单元，用于采用以下公式，获取第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。

在一种可能实现方式中，确定模块607包括：

第一确定单元，用于当比例小于1时，确定底部框架支撑式塔器采用第一结构；

第二确定单元，用于当比例不小于1时，确定底部框架支撑式塔器采用第二结构。

以上仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种底部框架支撑式塔器结构的获取方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，所述第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器；

根据所述第一尺寸参数，将所述第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，获取所述第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，所述第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，所述第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器；

根据所述第二尺寸参数，将所述第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，获取所述第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，所述第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据所述比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，包括：

根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例：

其中，y_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，φ_ia表示所述第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，φ_ib表示所述第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，f_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，ζ_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的阻尼比，ζ_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的阻尼比。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一尺寸参数包括所述第一底部框架支撑式塔器的高度和内径；

所述根据所述第一尺寸参数，将所述第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等，包括：

获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量；

获取所述第一底部框架支撑式塔器的分段数量，所述分段数量为不小于所述高度与所述内径之间比例的最小整数；

根据所述总质量与所述分段数量之间的比例，从所述第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与所述比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一尺寸参数还包括壁厚和密度，所述获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量，包括：

采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表所述第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表所述第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述比例，确定所述底部框架支撑式塔器采用的结构，包括：

当所述比例小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第一结构；

当所述比例不小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第二结构。

6.一种底部框架支撑式塔器结构的获取装置，其特征在于，所述装置包括：

第一参数获取模块，用于获取第一底部框架支撑式塔器的第一尺寸参数，所述第一底部框架支撑式塔器为第一结构的底部框架支撑式塔器；

第一划分模块，用于根据所述第一尺寸参数，将所述第一底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等；

第一获取模块，用于获取所述第一底部框架支撑式塔器的第一结构参数，所述第一结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

第二参数获取模块，用于获取第二底部框架支撑式塔器的第二尺寸参数，所述第二底部框架支撑式塔器为第二结构的底部框架支撑式塔器；

第二划分模块，用于根据所述第二尺寸参数，将所述第二底部框架支撑式塔器进行划分，使得划分出的每个分段的质量相等；

第二获取模块，用于获取所述第二底部框架支撑式塔器的第二结构参数，所述第二结构参数至少包括每一段的一阶振型因子、一阶固有频率和阻尼比；

确定模块，用于根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例，根据所述比例，确定底部框架支撑式塔器采用的结构。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

比例获取单元，用于根据所述第一结构参数和所述第二结构参数，采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移与所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移之间的比例：

其中，y_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的塔顶位移，y_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的塔顶位移，φ_ia表示所述第一底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，φ_ib表示所述第二底部框架支撑式塔器的第i段的一阶振型因子，f_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，f_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的一阶固有频率，ζ_a表示所述第一底部框架支撑式塔器的阻尼比，ζ_b表示所述第二底部框架支撑式塔器的阻尼比。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一尺寸参数包括所述第一底部框架支撑式塔器的高度和内径；所述第一划分模块包括：

质量获取单元，用于获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量；

分段数获取单元，用于获取所述第一底部框架支撑式塔器的分段数量，所述分段数量为不小于所述高度与所述内径之间比例的最小整数；

划分单元，用于根据所述总质量与所述分段数量之间的比例，从所述第一底部框架支撑式塔器中依次划分质量与所述比例相等的分段，得到质量相等的多个分段。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一尺寸参数还包括壁厚和密度，所述质量获取单元包括：

质量获取子单元，用于采用以下公式，获取所述第一底部框架支撑式塔器的总质量：

其中，m代表所述第一底部框架支撑式塔器的总质量，H_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的高度，D_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的内径，t_i代表所述第一底部框架支撑式塔器第i段的壁厚，ρ代表所述第一底部框架支撑式塔器的密度，i为正整数。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于当所述比例小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第一结构；

第二确定单元，用于当所述比例不小于1时，确定所述底部框架支撑式塔器采用所述第二结构。

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